KR101258097B1 - 주간 및 야간 겸용의 적외선 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간소한 구조에 의한 제조비용이 절감되면서 적외선 차단필터 제어동작의 안전성 및 이의 구동메커니즘의 설치공간이 최소화로 두께를 최대한 소형화할 수 있어 제품 신뢰성이 보장되는 주간 및 야간 겸용의 적외선 카메라 모듈을 제공함에 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 적외선 차단필터의 구동수단을 하우징의 렌즈 배럴의 후면에 구성된 구동모터와, 상기 구동모터의 피니언기어축과 기어결합하는 랙기어을 갖는 필터가이드의 좌 우슬라이드 이동을 제어하도록 구성한 것이 특징이다.

Description

주간 및 야간 겸용의 적외선 카메라 모듈{INFRARED RAYS CAMERA MODULE FOR DAY AND NIGHT COMBINED USE}

본 발명은 주간 및 야간 겸용의 적외선 카메라 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 간소한 구조에 의한 제조비용이 절감되면서 적외선 차단필터 제어동작의 안전성 및 이의 구동메커니즘의 설치공간이 최소화로 두께를 최대한 소형화할 수 있어 제품 신뢰성이 보장되는 주간 및 야간 겸용의 적외선 카메라 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 주/야간 감시 카메라 시스템(CCTV)으로서, 카메라 몸체의 컬러 촬영소자(CCD 또는 CMOS 등) 상에, 주간에는 가시광 영역의 빛을 결상(結像)시켜서 컬러 촬영을 하고, 야간은 가시광 영역의 빛에 더하여 근적외선 영역의 빛을 결상시켜서 흑백사진 촬영을 하고, TV 모니터 상에 감시상(監視像)을 나오게 하는 시스템이 알려져 있다.

이러한 시스템은, 주간의 촬영 시에는 촬영소자의 전방(카메라 몸체 내 또는 렌즈 경통 내)에 적외선 차단 필터를 위치시켜서, 가시광 영역의 빛 만에 의거하여 컬러 촬영을 하고, 또 야간의 촬영 시에는, 동(同) 적외선 차단 필터를 촬영소자의 전방으로부터 제거하여 적외선 영역으로부터 가시광선 영역에 걸쳐지는 대역의 빛에 의거하여 흑백사진 촬영을 한다.

일 예로 특허문헌 1에는 사용자의 핸들 조작에 의해 렌즈 배럴의 상부에 적외선 차단필터(140)가 위치하여 태양광으로부터 적외선을 차단하여 주간 촬영모드로 전환되고, 사용자의 핸들 조작에 의해 렌즈 배럴의 상부로부터 적외선 차단필터를 제거하여 야간 촬영모드 전환되는 기술이 개시되어 있다.

다시 말하여, 특허문헌 1은 렌즈 배럴의 전방에 양측의 포스트에 지지된 상태로 적외선 차단필터를 부착하고 핸들의 조작에 의해 상기 렌즈배럴의 전방에서 상기 적외선 차단필터를 이동하여 위치시키거나 제거하여 주/야간모드를 구현하고 있다.

특허문헌 1 : 대한민국 공개특허 제10-2009-0048743호(공개일자: 2009. 05. 15)

상기한 특허문헌 1은 렌즈 배럴 전방에 양측의 포스트로 지지가 된 적외선 차단필터와, 상기 적외선 차단필터의 이동을 위한 핸들을 인쇄회로기판(PCB)에 구성함으로써, 구조가 복잡하고 부피(폭)의 증가로 소형화의 한계가 있는 단점이 있다.

다시 말하여, 카메라 본체의 외부에 적외선 차단필터가 설비됨으로 인하여 카메라 내부에 설비되는 구동기구(모터)의 구동축이 길게 되어 장기간 사용에 따른 동작의 안전성에 문제가 있다.

또한, 인쇄회로기판(PCB)에 적외선 차단필터를 지지 및 안내하는 수단을 구비함으로서 제조비용이 많이 드는 단점이 있다.

또한, 적외선 차단필터의 이동을 위한 핸들 제어가 복잡한 점으로 기온 편차가 심한 곳에서는 오동작 발생으로 신뢰성이 떨어지는 단점이 있었다.

그래서 본 발명은, 적외선 차단필터 및 이의 구동기구를 카메라 본체의 내부에서 작은공간을 차지하는 구조로 제공되어 카메라의 소형화가 가능하고, 제조비용의 절감은 물론 구동기구의 동작 안전성으로 기온 편차가 심한 곳에서도 오동작을 최소화하여 제품의 신뢰성이 보장하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 적외선 차단필터의 구동수단을 하우징의 렌즈 배럴의 후면에 구성된 구동모터와, 상기 구동모터의 피니언기어축과 기어결합하는 랙기어을 갖는 필터가이드의 좌 우슬라이드 이동을 제어하도록 구성한 것이 특징이다.

즉, 본 발명은 렌즈가 설치되는 렌즈 배럴과, 상기 렌즈 배럴이 상부 개방부에 삽입되어 장착되는 하우징과, 상기 렌즈 배럴을 통과한 광을 수광하고 처리하기 위한 이미지 센서 및 적외선 광을 출력하는 다수의 적외선 LED가 실장되는 인쇄회로기판과, 상기 렌즈배럴의 전방에서 이동에 의해 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단 필터와, 상기 적외선차단 필터를 구동하는 구동수단으로 구성된 주간 및 야간 겸용의 적외선 카메라 모듈에 있어서,

상기 구동수단은 상기 하우징의 후방과 인쇄회로기판의 사이에 모터축이 배치된 상태로 상기 하우징에 지지 조립된 구동모터로 구성되고, 상기 적외선차단 필터는 상기 렌즈배럴의 후방에서 좌/우이동되는 주,야간겸용의 필터부를 구성한 필터가이드를 포함하고,

상기 필터가이드는 상방에 구성된 가이드랙에 상기 구동모터의 모터축인 피니언기어축과 기어 결합으로 조립되어 상기 구동모터의 정,역회전 제어에 의해 상기 필터가이드를 좌,우 이동하여 상기 주간용 또는 야간용의 필터부를 선택 사용하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 필터가이드는 중앙의 개구부에 상기 주,야간겸용의 필터부가 구성되고, 전면 상, 하부에 형성된 가이드홈에 상기 하우징의 상, 하부 가이드돌기에 결합되며, 후면 상, 하부는 상기 하우징의 상, 하부에 형성된 가이드턱에 지지된 상태로 슬라이드 이동가능케 구성된 것이 특징이다.

또한, 상기 주,야간겸용의 필터부는 가시광은 투과하고 적외선 영역대의 빛은 차단하는 야간용 적외선 차단필터와 가시광과 적외선을 모두 투과하는 주간용 보정필터가 등분 구분됨이 바람직하다.

또한, 상기 필터가이드와 구동모터의 피니언기어축, 하우징은 온도변화에도 변형율이 미세하고 성형이 양호한 ABS수지와 유리섬유의 합성수지 성형물로 형성됨이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 적외선 차단필터를 지지하는 필터가이드와 이의 이동을 제어하는 구동모터를 하우징과 인쇄회로기판 사이의 내측에서 구성하여 전체적인 폭을 축소하여 소형화가 가능한 효과가 있고, 구성 간소화로 공업적으로도 양산(量産) 효과를 기대할 수 있으며, 염가로 제공하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명에 의하면, 적외선 차단필터를 지지하는 필터가이드를 제어하는 구동모터의 모터축(피니언기어축)을 최대한 짧게 하여 추가적인 기어박스를 사용하지 않고 동작이 제어됨으로 오작동 극소화에 의한 제품 신뢰성을 높이는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 모듈을 구성하는 하우징과, 상기 하우징에 구성되는 필터가이드, 이의 제어를 수행하는 구동모터의 모터축(피니언기어축)을 변형율이 미세한 ABS수지와 유리섬유의 합성수지물로 성형하여 낮과 밤의 온도편차가 심한 장소에서도 오작동의 문제를 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 정면방향에서 본 외관사시도 이다.
도 2는 본 발명의 배면방향에서 본 외관사시도 이다.
도 3은 본 발명의 평단면도이다.
도 4는 본 발명의 측단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 작동상태를 보여주는 도면으로서,
도 5는 적외선 차단필터의 적외선 차단필터부가 위치된 상태(주간촬영)의 작동도이고,
도 6은 적외선 차단필터의 보정필터부가 위치된 상태(야간촬영)의 작동도이다.
도 7은 본 발명의 인쇄회로기판과 실장상태를 보여주는 도면이다.

본 발명은 카메라 모듈의 중요 구성요소인 적외선 차단필터와 이의 구동수단인 구동모터의 구동부인 모터축을 하우징과 인쇄회로기판의 사이 내측에 구성하여 폭 최소화는 물론, 구동모터의 모터축을 최대한 짧게 구성함으로서 낮과 밤의 기온편차가 심한 장소에도 오동작의 최소화, 구성요소의 단순화로 제조비용을 절감하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 정면과 배면 방향에서 본 외관사시도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 조립상태 평단면도와 측단면도를 도시한 것이다.

이러한 본 발명은 지지브라켓(11)을 구비한 하우징(10)과, 상기 하우징(10)의 전방에서 진퇴가능케 나사 조립된 렌즈배럴(20)과, 상기 하우징(10)의 후방에 조립되고 주,야간겸용의 필터부(35)가 구비된 필터가이드(30) 및, 상기 필터가이드(30)의 좌,우 슬라이드이동을 제어하고 상기 지지브라켓(11)에 조립된 구동모터(40)의 구성요소를 포함한다.

도 7에 도시된 것과 같이, 상기 하우징(10)은 그 후방에 구성된 상기 인쇄회로기판(PCB)에 실장되고, 상기 하우징(10)과 인쇄회로기판(PCB)의 전방 내측에 상기 필터가이드(30)가 구성된다.

이때, 상기 필터가이드(30)는 상기 렌즈배럴(20)의 후방에서 상기 인쇄회로기판(PCB)의 관통홀(50)에 상기 지지브라켓(11)에 조립된 몸체를 관통한 상태로 조립된 구동모터(40)의 모터축과 기어 결합되어 상기 구동모터(40)의 구동으로 좌/우이동되도록 조립된다.

즉, 상기 구동모터(40)의 모터축인 피니언기어축(41)이 상기 필터가이드(30)의 상방에 구성된 랙기어(31)와 기어 결합으로 조립되어 상기 구동모터(40)의 정,역회전 제어에 의해 상기 필터가이드(30)를 좌,우 이동하여 주간이나 야간에 겸용으로 사용이 가능케 된다.

이러한 구성은 상기 구동모터(40)가 상기 하우징(10)의 후방과 인쇄회로기판(PCB)의 사이에 상기 필터가이드(30)의 랙기어(31)에 피니언기어축(41)이 기어 결합된 상태로 상기 하우징(10)에 지지 조립됨으로서, 상기 적외선차단 필터(35)의 설치공간이 최대한 줄이면서 상기 피니언기어축(41)을 최대한 짧게하여 추가적인 기어박스를 사용하지 않고 직접 구동이 제공된다.

또한, 상기 필터가이드(30)에 구성되는 주,야간겸용의 필터부(35)는 가시광은 투과하고 적외선 영역대의 빛은 차단하는 야간용 적외선 차단필터(36)와 가시광과 적외선을 모두 투과하는 주간용 보정필터(37)가 등분되어 구성된다.

이러한 본 발명은 상기 주간 촬영모드는 도 5에 도시된 것과 같이, 렌즈배럴(20)의 렌즈 중심에 상기 야간용 적외선 차단필터(36)를 위치시키고,

상기 야간촬영모드는 도 6에 도시된 것과 같이, 상기 렌즈배럴(20)의 렌즈 중심에 상기 주간용 보정필터(37)가 위치시킴에 의해 결정된다.

상기 필터가이드(30)는 중앙의 개구부(32)에 주,야간겸용의 필터부(35)(주간용 보정필터+야간용 적외선차단필터)가 조립된 상태에서 상기 하우징(10)의 후면에 형성된 상, 하부 가이드돌기(12,13)에 전면 상, 하부에 형성된 가이드홈(32a,32b)에 결합되고, 후면 상, 하부는 상기 하우징(10)의 상, 하부에 형성된 상,하부가이드턱(14,15)에 지지된 상태로 슬라이드 이동가능케 조립된다.

또한, 상기 필터가이드(30)와 구동모터(40)의 피니언기어축(41), 하우징(10)은 온도변화에도 변형율이 미세한 ABS수지와 유리섬유의 합성수지 성형물로 성형됨으로서 주,야간 온도편차가 심한 장소에서도 오동작 발생을 최소화할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져는 안되며, 후술되는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10 : 하우징 11 : 지지브라켓
20 : 렌즈배럴 30 : 필터가이드
31 : 랙기어 35 : 주,야간겸용의 필터부
36 : 주간용 적외선차단 필터 37 : 야간용 보정필터
40 : 구동모터 41 : 피니언 기어축

Claims (4)

1. 본 발명은 렌즈가 설치되는 렌즈 배럴과, 상기 렌즈 배럴이 상부 개방부에 삽입되어 장착되는 하우징과, 상기 렌즈 배럴을 통과한 광을 수광하고 처리하기 위한 이미지 센서 및 적외선 광을 출력하는 다수의 적외선 LED가 실장되는 인쇄회로기판과, 상기 렌즈배럴의 전방에서 이동에 의해 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단 필터와, 상기 적외선차단 필터를 구동하는 구동수단으로 구성된 주간 및 야간 겸용의 적외선 카메라 모듈에 있어서,
   상기 구동수단은 상기 하우징의 후방과 인쇄회로기판의 사이에 모터축이 배치된 상태로 상기 하우징에 지지 조립된 구동모터로 구성되고, 상기 적외선차단 필터는 상기 렌즈배럴의 후방에서 좌/우이동되는 주,야간겸용의 필터부를 구성한 필터가이드를 포함하고,
   상기 필터가이드는 상방에 구성된 가이드랙에 상기 구동모터의 모터축인 피니언기어축과 기어 결합으로 조립되어 상기 구동모터의 정,역회전 제어에 의해 상기 필터가이드를 좌,우 이동하여 상기 주간용 또는 야간용의 필터부를 선택 사용하는 것을 특징으로 하는 주간 및 야간 겸용의 적외선 카메라 모듈.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 필터가이드는 중앙의 개구부에 상기 주,야간겸용의 필터부가 구성되고, 전면 상, 하부에 형성된 가이드홈에 상기 하우징의 상, 하부 가이드돌기에 결합되며, 후면 상, 하부는 상기 하우징의 상, 하부에 형성된 가이드턱에 지지된 상태로 슬라이드 이동가능케 구성된 것을 특징으로 하는 주간 및 야간 겸용의 적외선 카메라 모듈.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 주,야간겸용의 필터부는 가시광은 투과하고 적외선 영역대의 빛은 차단하는 야간용 적외선 차단필터와 가시광과 적외선을 모두 투과하는 주간용 보정필터가 등분 구분된 것을 특징으로 하는 주간 및 야간 겸용의 적외선 카메라 모듈.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 필터가이드와 구동모터의 피니언기어축, 하우징은 온도변화에도 변형율이 미세하고 성형이 양호한 ABS수지와 유리섬유의 합성수지 성형물로 형성된 것을 특징으로 하는 주간 및 야간 겸용의 적외선 카메라 모듈.
   

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